本文
受
精
是動植物生活週期的關鍵事件，即來自父親的一個精子與來自母親的一個卵細胞融合形成受精卵，受精卵則是新生命的起始。然而，在正常受精過程中，精子的數目遠遠大於卵細胞的數目。
植物是如何保證卵細胞只與一個精子成功融合，而不再與其他精子融合以確保其遺傳穩定性？
迄今仍知之甚少。
2021年3月31日，武漢大學生命科學學院孫蒙祥教授課題組在國際頂尖學術期刊 Nature 線上發表了題為：
Fertilized egg cells secrete endopeptidases to avoid polytubey
的研究論文。
該研究闡釋了
植物防止多精入卵
的新機制，揭示了一個人們長期不瞭解的植物受精奧秘。
與動物不同的是，植物的卵細胞深埋在母體組織中，很難獲得開展相關研究工作。經過長期摸索，孫蒙祥課題組建立了一套獨特的
卵細胞分離技術
，並結合單細胞測序技術，構建了國際上首個擬南芥卵細胞和受精卵轉錄組資料庫， 並從中鑑定得到兩個只在卵細胞特異表達的天冬氨酸蛋白酶ECS1和ECS2。
卵細胞分泌的天冬氨酸蛋白酶阻止多精入卵
研究發現在受精前，ECS1和ECS2主要分佈在卵細胞內，而當精細胞與卵細胞融合後，ECS1和ECS2則迅速分泌在卵細胞周圍，降解其附屬細胞（助細胞）分泌的花粉管吸引訊號Lure，從而阻止輸送更多精子的花粉管進入胚囊，避免受精卵再度與精子融合。
課題組同時
揭示了卵細胞可以感知受精成功，只有在受精成功時卵細胞才會釋放ECS，阻止多餘花粉管進入，進而明確回答了為什麼在受精不成功情況下花粉管仍可以進入胚囊，而受精成功後又可迅速阻止多餘精細胞進入胚囊的疑問。
植物防止多精入卵的機制的意義在於：
一方面能保持後代遺傳穩定性，否則物種無法保持下去。另一方面，可充分利用雄性資源使更多的卵細胞受精，產生更多的後代，對作物來講，能產生更多的種子，有更高的產量。
據悉，
武漢大學禹小波博士後，張雪成博士生和趙鵬副教授為該論文共同第一作者。武漢大學孫蒙祥教授和德國雷根斯堡大學Thomas Dresselhaus為論文共同通訊作者。武漢大學為第一作者單位。
第一作者禹小波此前博士畢業於武漢大學，併入職樂山師範學院生命科學學院任講師。
論文連結：
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